ملخص المقالة :
روش سنتز احتراقی به عنوان یک روش شناخته شده و اقتصادی برای تولید مواد پیشرفته سرامیکی و کامپوزیتی دارای عیوبی است. انجام نشدن کامل واکنش های گرمازا به دلیل اختلاط‌نشدن ایده‌آل مواد اولیه، فعال نبودن مواد اولیه از لحاظ ترمودینامیکی و تولید محصولاتی با مقدار تخلخل و اعوجاج بسیار بالا از جمله عیوب مهم این روش بشمار می روند. در این پژوهش از سیستم ترمیت آلومینیوم- اکسید تیتانیوم- اسید بوریک بمنظور تولید درجای کامپوزیت سرامیکی آلومینا- دی بوراید تیتانیوم به روش سنتز احتراقی استفاده شد. سپس به کمک این سه عامل روش مخلوط‌سازی مواد اولیه، استفاده از مواد رقیق‌کننده و استفاده از یک محفظه فولادی در اطراف نمونه در حال سنتز به بررسی امکان ساخت قطعاتی با تخلخل کنترل شده و بدون اعوجاج پرداخته شد. نتایج بدست آمده از آزمایش ها نشان دادند که مخلوط کردن پودرهای اولیه به مدت 2 ساعت همراه با یک گلوله 5 میلیمتری پیش از فرآیند پیش فعال‌سازی مکانیکی و سنتز احتراقی اثر زیادی بر افزایش خلوص محصولات نهایی دارد. هم‌چنین، مشخص شد که با افزایش مقدار مواد رقیق‌کننده تا 30 درصد وزنی از جنس خود محصولات (73 درصد حجمی آلومینا- 23 درصد حجمی دی بوراید تیتانیوم) به مواد اولیه ای که پیش فعال سازی مکانیکی شده و آماده سنتز احتراقی هستند، مقدار تخلخل نهایی کمتر شده و از شدت واکنش‌ها کاسته می شود. در نهایت، نشان داده شد که با استفاده از یک محفظه فولادی در اطراف قطعه به گونه‌ای که قطعه را محصور کرده و اجازه انبساط به آن ندهد، می توان از اعوجاج نمونه در حین سنتز احتراقی جلوگیری کرد.
المصادر:
1- W. Deqing, Effects of additives on
combustion synthesis of Al2O3–TiB2 ceramic
composite, Journal of the European Ceramic
Society 29, 1485–1492, 2009.
2- C.L. Yeh, and R.F. Li, Formation of TiB2–
Al2O3 and NbB2–Al2O3 composites by
combustion synthesis involving thermite
reactions, Chemical Engineering Journal 147,
405–411, 2009 .
3- T.S.R.Ch. Murthy, C. Subramanian, R.K.
Fotedar, M.R. Gonal, P. Sengupta, S. Kumar,
and A.K. Suri, Preparation and property
evaluation of TiB2 + TiSi2 composite, Int.
Journal of Refractory Metals & Hard Materials
27, 629–636, 2009.
4- M. Adeli, S.H. Seyedein, M.R. Aboutalebi,
M. Kobashi, and N. Kanetake, A study on the
combustion synthesis of titanium aluminide in
the self-propagating mode, Journal of Alloys
and Compounds 497, 100–104, 2010.
5- J.H. Lee, C.Y. An, C.W. Won, S.S. Cho,
and B.S. Chun, Characteristics of Al2O3–SiC
composite powder prepared by the selfpropagating
high-temperature synthesis
process and its sintering behavior, Materials
Research Bulletin 35, 945–954, 2000.
6- S. Hasani, M. Panjepour, and M.
Shamanian, Effect of atmosphere and heating
rate on mechanism of MoSi2n formation
during self-propagating high-temperature
synthesis, J Therm Anal Calorim, 107:1073–
1081, 2012.
7- C.L. Chu, C.Y. Chung, P.H. Lin, and S.D.
Wang, Fabrication of porous NiTi shape
memory alloy for hard tissue implants by
combustion synthesis, Materials Science and
Engineering A366, 114–119, 2004.
8- C.L. Yeh, and Y.G. Shen, Formation of
TiAl–Ti2AlC in situ composites by
combustion synthesis, Intermetallics 17, 169–
173, 2009.
9- Y. Kopit, The ability of systems based on
Ni, Al and Ti to be synthesized by selfpropagating
high-temperature synthesis (SHS),
Intermetallics 9, 387–393, 2001.
10 –ز .عباسی، م .ح .شریعت و س. جوادپور، تأثیر
فراسنجهای اجرایی بر سنتز احتراقی کامپوزیتهای نیترید
آلومینیوم -کاربید سیلیسیم با کاربرد منبع جامد نیتروژن به
کمک میکروویو، مجله مواد نوین/ جلد1 پ شماره 4
تابستان1390.
11- T. Singanahally A. Aruna, and S.
Mukasyan, Combustion synthesis and
nanomaterials, Current Opinion in Solid State
and Materials Science 12, 44–50, 2008.
12- G.B. Raju, and B. Basu, Development of
High Temperature TiB2-based Ceramics, Key
Engineering Materials Vol. 395, pp 89-124,
2009.
13- Li. Junshou, Z. Cai, H. Guo, B. Xu, and L.
Li, Characteristics of porous Al2O3–TiB2
ceramics fabricated by the combustion
synthesis, Journal of Alloys and Compounds
479, 803–806, 2009.
14- R. Taherzadeh Mousavian, S. Sharafi, and
M.H. Shariat, Microwave-assisted combustion
synthesis in a mechanically activated Al–
TiO2–H3BO3 system, Int. Journal of
Refractory Metals and Hard Materials 29, 281–
288, 2011.
15- R. Taherzadeh Mousavian, S. Sharafi, M.
R. Roshan, and M. H. Shariat, Effect of
mechanical activation of reagents’ mixture on
the high-temperature synthesis of Al2O3–TiB2
composite powder, J Therm Anal Calorim DOI
10.1007/s10973-010-1272-0.
16- M.A. Meyers, E.A. Olevsky, J. Ma, and M.
Jamet, Combustion synthesis/densification of
an Al2O3–TiB2 composite, Materials Science
and Engineering A311, 83–99, 2001.
